溶胶—凝胶法制备TEOS-DOS基SiO_2疏水减反射膜:溶胶微结构对膜性能的影响

以乙醇为溶剂 ,正硅酸乙酯 (TEOS ,tetraethoxysilane)在氢氧化铵催化下水解缩聚为纳米尺度的无定型SiO2 溶胶颗粒 ,二甲基二乙氧基硅烷 (DDS ,dimethyldiethoxysilane)在盐酸催化下水解缩聚为线状聚二甲基硅氧链。用混合溶胶在玻璃基片上旋转镀膜 ,然后于 80℃空气气氛下热处理。实验证明通过DDS将疏水的双甲基链引入镀膜胶体 ,使膜兼具疏水性和减反射性能。利用激光散射粒度分析仪和电子显微镜研究了溶胶颗粒的粒度变化和聚集情况等溶胶微结构 ,用物理吸附仪研究了膜的孔结构 ,考察了热处理前后膜的疏水性和透射谱 。

常压制备玻璃基疏水SiO_2气凝胶

以水玻璃为原料,通过三甲基氯硅烷(TMCS)和六甲基二硅氧烷(HMDSO)的混合改性剂对制备的水凝胶直接进行表面疏水改性,经乙醇洗涤后可在常压条件下干燥得到疏水SiO2气凝胶,避免了超临界干燥和大量的溶剂交换,大幅度降低了成本,并研究了溶胶pH值对凝胶过程和改性剂组成对气凝胶性质的影响.常压干燥制备的气凝胶密度和比表面积分别在100～160Kg/m3和500～720m2/g范围内.

疏水改性对SiO_2气凝胶薄膜性能与结构的影响

以正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备SiO2气凝胶薄膜,并以不同体积分数的六甲基二硅胺烷(HMDZ)对SiO2气凝胶薄膜进行了疏水改性研究,采用椭偏仪、FITR、接触角测试仪、SEM和光谱仪等对薄膜的疏水性、微观结构及透光性进行了表征,研究了HMDZ疏水改性对SiO2气凝胶薄膜性能与结构的影响。结果表明,疏水改性后,SiO2胶粒表面的大部分亲水性-OH被疏水基团-CH3所取代,其与水的接触角达159°,疏水性好;SiO2气凝胶薄膜在可见光范围内透光率接近90%,透光性高;其孔隙率为78.8%,密度为0.464g/cm3,骨架颗粒尺寸小于40nm,具有纳米多孔网络结构特性。

4H-SiC基底Al2O3／SiO2双层减反射膜的设计和制备

在4H-SiC基底上设计并制备了Al2O3/SiO2紫外双层减反射膜,通过扫描电镜(SEM)和实测反射率谱来验证理论设计的正确性。利用编程计算得到Al2O3和SiO2的最优物理膜厚分别为42.0nm和96.1nm以及参考波长λ=280nm处最小反射率为0.09%。由误差分析可知,实际镀膜时保持双层膜厚度之和与理论值一致有利于降低膜系反射率。实验中应当准确控制SiO2折射率并使Al2O3折射率接近1.715。用电子束蒸发法在4H-SiC基底上淀积Al2O3/SiO2双层膜,厚度分别为42nm和96nm。SEM截面图表明淀积的薄膜和基底间具有较强的附着力。实测反射率极小值为0.33%,对应λ=276nm,与理论结果吻合较好。与传统SiO2单层膜相比,Al2O3/SiO2双层膜具有反射率小,波长选择性好等优点,从而论证了其在4H-SiC基紫外光电器件减反射膜上具有较好的应用前景。